任何一種新的不銹鋼管材料在一定噸位的擠壓機上,生產規格范圍較廣的產品時,根據最佳擠壓溫度和允許的最佳變形量,編制擠壓工藝,對穩定擠壓工藝過程、保證產品質量和產量十分有益。
在現有或(huo)新(xin)建的(de)擠壓機(ji)上,對于試制新(xin)材料(liao)的(de)新(xin)產品(pin)和(he)大量(liang)生(sheng)產的(de)老產品(pin),通過試驗研究(jiu)和(he)經(jing)驗總(zong)結,繪制出以(yi)延伸(shen)系數(shu)和(he)坯料(liao)的(de)加熱溫度為坐(zuo)標的(de)材料(liao)不銹鋼管(guan)可能的(de)變形制度曲線,如圖(tu)5-1所示。
在一定的加熱溫度條件下,變形程度增大將引起坯料金屬流出壓力增加,而金屬流出壓力受到擠壓機能力或擠壓工模具強度的限制。隨著不銹鋼管(guan)坯(pi)料加熱溫度的升高,允許的變形程度增大,因此,曲線Ⅰ(1區域和2區域之間)是材料在一定的延伸系數和加熱溫度的條件下,材料的極限的允許擠壓力。曲線Ⅱ(1區域和3區域之間)是在絕熱條件下,因熱效應而使金屬溫度升高與部分晶界熔化的曲線。因此,1區域為產品質量令人滿意時的區域,2區域是超過允許壓力的區域,3區域是晶界熔化區域。
如(ru)果提高擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)機(ji)的(de)(de)(de)(de)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)能力或擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)工模具(ju)的(de)(de)(de)(de)允(yun)許(xu)應(ying)力,1區(qu)域將會擴大(da),并且新(xin)的(de)(de)(de)(de)曲線將受到各種(zhong)具(ju)體條(tiao)件(jian)的(de)(de)(de)(de)限制(圖(tu)5-1(b),其(qi)(qi)中P1>P2>P3)。在(zai)(zai)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)變(bian)形(xing)過程(cheng)中,部分熱(re)(re)量(liang)用于熔化(hua)玻璃(li)潤滑劑(ji)、加(jia)熱(re)(re)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)工模具(ju)和散(san)發到周圍的(de)(de)(de)(de)空間(jian);其(qi)(qi)余則留(liu)(liu)在(zai)(zai)變(bian)形(xing)金(jin)屬(shu)內(nei),用于提高坯料溫度。在(zai)(zai)其(qi)(qi)他條(tiao)件(jian)相同的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,留(liu)(liu)在(zai)(zai)變(bian)形(xing)金(jin)屬(shu)內(nei)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)量(liang)與總熱(re)(re)量(liang)的(de)(de)(de)(de)比值與擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)速度有(you)關,其(qi)(qi)中可能有(you)兩種(zhong)極端(duan)的(de)(de)(de)(de)情(qing)況:1. 當(dang)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)速度非常低(di)時(shi),變(bian)形(xing)熱(re)(re)完(wan)全散(san)發到周圍空間(jian),即變(bian)形(xing)流(liu)動在(zai)(zai)等溫條(tiao)件(jian)下進行;2. 當(dang)擠壓(ya)(ya)(ya)(ya)(ya)速度無限大(da)時(shi),全部變(bian)形(xing)熱(re)(re)都(dou)留(liu)(liu)在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)內(nei),并建(jian)立了絕熱(re)(re)條(tiao)件(jian)。實(shi)際上(shang)這兩種(zhong)極端(duan)條(tiao)件(jian)是不存(cun)在(zai)(zai)的(de)(de)(de)(de),因(yin)此實(shi)際情(qing)況是在(zai)(zai)這兩種(zhong)極限情(qing)況之間(jian)。
對現有的擠壓機,繪制用于各種鋼的變形制度曲線具有實用意義。尼科波爾南方鋼管廠的專家Г.И.Гуляeв(Г.И.古里亞耶夫)等通過研究,用計算法繪制了適用于該廠3150噸液壓擠壓機擠壓06Cr18Ni11Ti不銹鋼管時的所有品種的變形制度曲線。除此之外,對擠壓機的每一種尺寸的擠壓筒也都繪制了相應的曲線。在計算和繪制各種材料的變形制度曲線時,需根據具體情況采用不同的限制條件。尼科波爾南方鋼管廠采用的限制因素為:
1. 擠壓機的(de)(de)名義擠壓力(li)或(huo)擠壓桿上(shang)的(de)(de)應力(li)不大于1100MPa;
2. 擠壓(ya)不銹鋼管材料的晶粒開(kai)始熔(rong)化溫度為1325℃;
3. 擠壓不銹鋼(gang)管材料(liao)在變(bian)(bian)形(xing)過程中(zhong)和變(bian)(bian)形(xing)終了的溫(wen)度(du)較高,使(shi)奧氏體晶粒長大。由于材料(liao)在加(jia)熱和冷卻過程中(zhong)沒(mei)有(you)發生相變(bian)(bian),在冷卻時材料(liao)的晶粒度(du)不變(bian)(bian),因此,對于其用于再加(jia)工(冷加(jia)工)的商(shang)品管坯料(liao)的加(jia)熱溫(wen)度(du)為1220℃。
為了(le)判(pan)斷在繪制變(bian)(bian)形(xing)(xing)制度(du)曲線時采用的(de)(de)假(jia)設是否正確,尼(ni)科(ke)波爾南(nan)方不(bu)(bu)銹鋼管廠用06Cr18Ni11Ti不(bu)(bu)銹鋼坯(pi)料(liao)進(jin)行了(le)一系(xi)列的(de)(de)擠(ji)(ji)壓(ya)試驗(yan),包括(kuo)設定準確的(de)(de)加(jia)熱溫度(du)和擠(ji)(ji)壓(ya)力,以(yi)及坯(pi)料(liao)的(de)(de)加(jia)熱溫度(du)和延伸(shen)系(xi)數(shu)在比較寬的(de)(de)范圍內變(bian)(bian)化等。將試驗(yan)結果與計算(suan)數(shu)據進(jin)行比較,制定保證商品管和再加(jia)工不(bu)(bu)銹鋼管質量(liang)的(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)制度(du)曲線。3150噸擠(ji)(ji)壓(ya)機ф190mm擠(ji)(ji)壓(ya)筒在不(bu)(bu)同擠(ji)(ji)壓(ya)力的(de)(de)條件下,擠(ji)(ji)壓(ya)06Cr18Ni11Ti不(bu)(bu)銹鋼管時可能的(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)制度(du)曲線如圖5-2所示(shi)。